轻型柴油车排气后处理系统耐久性的研究*
2012-06-13徐正飞张卫锋资新运何锦勇杜小东谭柏春
徐正飞,张卫锋,资新运,何锦勇,杜小东,谭柏春
(军事交通学院汽车工程系,天津 300161)
前言
废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)+排气后处理是降低柴油机排放的主要路线之一。
微粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)是目前公认的最为有效的颗粒物(particulate matter,PM)后处理技术。微粒捕集器过滤体材料以Corning公司开发的壁流式过滤体最具有代表性[1]。它解决了PM过滤装置过滤效率与压降之间的矛盾,过滤效率可达90%以上,而压降较小。常用的过滤体材料有堇青石、碳化硅(SiC),一种新型的钛酸铝(Al2O3·TiO2)材料过滤体已于2006年上市,经过再生测试后证明其耐久性较强[2-3]。为改进过滤材料对灰分积累的承受能力,Corning公司提出了非对称孔技术(asymmetric cell technology,ACT),延长了过滤体使用寿命[4]。
再生技术一直是DPF研究的难点。一般情况下轻型发动机排气温度基本在300℃以下,而PM起燃温度一般在600℃以上。为有效实现DPF再生,设计了一种复合再生的DPF系统,过滤体材料为堇青石,再生方式为燃油添加剂降低PM着火温度;起燃器和氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)可提高排气温度以利于再生。
DOC同时能够有效降低HC和CO排放,其转换效率受温度影响较大,低温下难以起作用。增加贵金属涂覆量,能够提高DOC的转化效率。在利用DOC提高排气温度时,通常须利用起燃器将排气温度提高到350℃以上,并提供一定量的HC,增加催化剂活性和反应物浓度,从而使DOC高效工作,提高排气温度。
采用机内EGR技术和以上机外后处理技术,能够同时降低NOx、PM、HC和CO 4种有害排放物。
我国多数地区的柴油硫含量较高,部分地区硫含量甚至高达18‰以上。……
